Рис. 2.5. Использование вкладки Preferences для настройки интегрированного отладчика Delphi.  

• Step Program Block. Эта опция определяет, должен ли отладчик останавливаться перед началом выполнения основного блока begin. . . end при трассировке программы. Обычно данная опция отключена, и включать ее имеет смысл при добавлении кода в основной блок программы либо при отладке консольного приложения.
• Hide Designers on Run. Когда эта опция включена, окно Object Inspector и формы, использующиеся при разработке приложения, перед запуском программы на выполнение закрываются. Отключение опции позволяет запускать программу быстрее, но эффект перекрывается используемыми незакрытыми ресурсами приложения. Впрочем, будет ли выбрана эта опция, зависит от пользователя.
• Break on Exception. При включенной опции IDE всегда перехватывает исключительные ситуации и выводит окно сообщения, даже если в программе исключительная ситуация обрабатывается блоком try. . .except. Включение этой опции упростит отладку, так как выводимые сообщения при этом будут более информативными, чем сообщения обработчика, установленные по умолчанию (сравните рис. 2.6 и 2.7). Помимо этого, IDE размещает окно редактора поверх остальных и выделяет строку, вызвавшую исключительную ситуацию.

Рис. 2.6. Сообщение об исключительной ситуации при включенной опции Break on Exception

Рис. 2.7. Сообщение об исключительной ситуации, выводимое обработчиком по умолчанию

Minimize on Run Опция сворачивает окно IDE при запуске приложения Подобно опции Hide Designers on Run, ее установка зависит исключительно от личных предпочтений программиста    На странице Display диалогового окна Environment Options есть еще одна установка- опция Visible Gutter. Она включает или отключает отображение серой вертикальной полосы, расположенной слева от окна редактирования (рис. 2.8), на которой мнемоническими значками отображается отладочная информация

Включение в код отладочной информации
Перед началом отладки следует убедиться, что в приложение включена отладочная информация Delphi.

Для компиляции проекта с отладочной информацией следует выполнить команду Project/Options и в диалоговом окне Project Options выбрать вкладку Compiler (рис. 2.9).

Рис. 2.8. Окно редактора с отладочными значками

Рис. 2.9 Вкладка Compiler диалогового окна Project Options

    Включение отладочной информации регулируется следующими установками

• Debug Information. Опция контролирует включение отладочной информации. При отключении этой опции вы не сможете трассировать код или ставить точки прерывания в любом модуле. Опция эквивалентна директивам компилятора $D и $DEBUGINFO
• Local Symbols. Опция контролирует включение информации о локальных переменных, декларированных, например, внутри функций, процедур и раздела implementation. Вряд ли у вас возникнет необходимость в отключении этой опции, тем более что она игнорируется при выключенной предыдущей опции. Эквивалентные директивы компилятора- $L и $LOCALSYMBOLS.
• Symbol Info. Эту опцию нельзя целиком отнести к разряду отладочных, так как ее действие направлено на броузер объектов, а не на встроенный отладчик. Если опция включена, броузер объектов сможет выводить информацию для объектов, определенных в модулях Опция игнорируется при выключенных предыдущих двух опциях Эквивалентные директивы компилятора - $Y и $REFERENCEINFO

Обычно вы будете включать опции Debug Information и Local Symbols для пошаговой трассировки приложения. Однако, как упоминалось ранее, вы можете отключить отладочную информацию для некоторых модулей (просто используйте соответствующую директиву в начале модуля).

    unit MyUnit;
    {$D-}
    interface
    ...

Использование директивы $D- автоматически отключает опции Local Symbols и Symbol Info, так что вам не надо отключать их отдельно.

Пошаговая отладка
Одна из самых распространенных задач отладки - выполнение программы шаг за шагом, по одной строке за раз для проверки правильности выполнения. При пошаговом прохождении кода отладчик выводит окно редактирования с выполняемой программой. Точка выполнения, показывающая следующую выполняемую строку программы, представляется в виде зеленой стрелки, расположенной слева от области исходного текста в окне редактирования.

После успешной компиляции модуля на полосе отладочной информации каждая строка кода, внесшая свой вклад в модуль, будет отмечена маленьким, синим кружком. Если же строка не помечена, значит, здесь поработал оптимизатор. Поскольку для таких строк выполняемый код не сгенерирован эти строки не будут помечены точкой выполнения.

Интегрированная среда Delphi предоставляет пользователю несколько команд пошаговой отладки доступных в меню Run (рис 2.10) 

Рис 2.10 Используйте меню Run для выполнения команд отладки

    Ниже перечислены команды отладки.

• Run. Выбор этой команды запускает приложение на выполнение в обычном режиме. Вы можете использовать ее как для запуска приложения, так и для продолжения его работы после какого-либо прерывания выполнения (например, по точке останова). Если включена опция Break on Exception, используйте команду для продолжения работы после получения сообщения об исключительной ситуации
• Step Over. Когда точка выполнения находится на строке содержащей вызов процедуры или функции, используйте эту команду для выполнения строки, включая вызовы в один шаг, без прохождения отдельных строк вызываемых функций. Точка выполнения перемещается при выполнении на следующую строку
• Trace Into. В отличие от предыдущей команды, эта опция отработает пошаговую отладку вызываемых процедур и функций. Другими словами, если, например, в строке вызывается некая процедура, то при выполнении этой команды точка выполнения перейдет на первую строку процедуры. Однако если в строке нет таких вызовов, значит, последние две команды идентичны. Будьте осторожны при пошаговой трассировке обработчика события OnPaint. Поскольку при пошаговой отладке окно редактора размещается поверх других окон, требуется перерисовка окна приложения, для чего вызывается обработчик события OnPaint... Вы попадаете в замкнутый круг, точнее- в бесконечный цикл вызовов одного и того же обработчика. Тем не менее, стоит лишь проследить, чтобы окна приложения и редактора не перекрывались, и проблема разрешится сама собой.
• Trace to Next Source Line. Иногда ваш код вызывает другой код косвенно, например, при вызове функции, которая запускает обработчик события, или при вызове функции Windows API, которая, в свою очередь, запускает функцию косвенного вызова. Поскольку такие вызовы косвенные, отладчик не видит вызова и не отслеживает пошагового выполнения таких вызовов. Однако использование описываемой команды приводит к отслеживанию таких вызовов и останову отладчика на первой строке вызываемой таким образом функции или процедуры.
• I Run to Cursor. Зачастую вам вовсе не хочется в поисках ошибки, местоположение которой с какой-то точностью вам известно, пошагово добираться до нужного места через сотни, а то и тысячи строк кода. В таком случае просто поместите курсор на нужную вам строку программы в окне редактирования и используйте команду Run to Cursor. Эти действия эквивалентны временному помещению точки останова в необходимую вам строку программы, и после выполнения предшествующего строке кода работа программы приостанавливается. Если вы пытаетесь выполнить программу до позиции курсора, который находится в строке, не содержащей отладочной информации, вы получите сообщение об ошибке, показанное на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Это сообщение о том, что вы пытаетесь остановить выполнение программа на строке, не содержащей отладочной информации.

• Show Execution Point. Эта команда заставляет среду разработки открыть окно редактора и показать выполняемую в настоящее время строку программы. Она полезна в случаях, когда вы, например, закрыли или свернули окно редактора во время отладки (обычно при нормальном состоянии окна отладчик делает это автоматически).
• Program Pause. Выбор этой команды немедленно останавливает выполнение программы. Она особенно полезна при зацикливании программы.
• Program Reset. Если вы достаточно "наотлаживались" и хотите завершить работу своей программы или запустить ее заново, используйте эту команду. Она немедленно прекратит выполнение программы и вернет вас в среду разработчика.

Многие команды имеют связанные с ними комбинации клавиш, например <F9 для Run. Однако назначения клавиш могут быть изменены во вкладке Editor диалогового окна Options. Например, команде Step Over назначена клавиша <F8, но при выборе назначений клавиш в стиле редактора BRIEF назначенной комбинацией клавиш становится <Ctrl+Fl1. Вы можете увидеть назначенные клавиши непосредственно в меню Run, как показано на рис. 2.10. Помимо этого, на панели инструментов есть кнопки, вызывающие некоторые из этих команд (вы имеете возможность также удалить некоторые из них или добавить новые).

Просмотр значений переменных
При пошаговом прохождении программы в отладчике вы, несомненно, захотите узнать, что содержится в различных переменных. Для этого можете использовать окно просмотра переменных Watch List, которое предоставляет возможность пассивно просматривать содержимое одной или нескольких переменных, или диалоговое окно Evaluate/Modify, позволяющее работать только с одной переменной (в нем можно не только просмотреть, но и изменить ее содержимое).

Для просмотра значения переменной используйте команду Run/AddWatch или установите указатель мыши на переменную в окне редактирования, щелкните правой кнопкой мыши и выберите из контекстного меню команду Add Watch at Cursor. После этого появится диалоговое окно Watch Properties, показанное на рис. 2.12. Введите имя переменной в поле Expression (если оно не появилось там автоматически). Обратите внимание на то, что вы можете просматривать значения не только переменных, но и выражений типа х*(y+z). Единственное ограничение- выражение не может содержать вызовов функций, поскольку это может вызвать побочный эффект, связанный с незапланированным вызовом функции, описанный выше, в подразделе ''Использование директивы Assert". Допускается также просмотр значений записей, массивов и других структурированных элементов.

Поле Repeat Count используется в том случае, если у вас есть большой массив, и вы хотите просмотреть его часть. Предположим, что вам надо знать значения элементов 826-833 следующего массива

    i
        BigArray: array[1..1000] of Integer;

    Вы не можете просмотреть массив BigArray, так как 1 000 элементов просто не поместятся в окне (да и пролистать ненужные вам 825 элементов - работенка немалая!) Вместо этого вы просите показать вам значение BigArray [826] и устанавливаете параметр Repeat Count равным 8. При этом вам будут показаны значения восьми элементов массива- от 826 по 833.

    Использование поля Digits позволяет определить количество значащих цифр при выводе числа с плавающей точкой.

    Отключенная опция Enabled предотвращает вывод значения переменной, однако, среда будет хранить все параметры, заданные для ее просмотра. Так, вы можете временно убрать с экрана информацию о переменной, которая в настоящий момент вам не нужна, и быстро восстановить ее на экране при необходимости без повторного ввода характеристик просмотра.

    В диалоговом окне имеется также набор переключателей для выбора способа представления переменной. Значение Default позволяет среде разобраться с типом переменной самостоятельно. Как правило, такое решение оптимально, однако в любой момент вы можете представить переменную как переменную того типа, который вас интересует. Опция Memory dump представляет информацию как набор байтов, что бывает полезно, когда необходимо увидеть внутреннее представление информации в переменной.
На рис 2.13 отображены значения нескольких переменных в окне Watch List. Кроме того, в некоторых случаях отладчик выводит информацию о причинах, по которым содержимое переменной недоступно.
 

Рис. 2.12. Использование диалогового окна Watch Properties для добавления или изменения набора переменных в окне просмотра.

Рис. 2.13. Просмотр переменных.

Смысл приведенных сообщений поясняется ниже

• Variable 'X' inaccessible here due to optimization(Переменная 'X' недоступна из-за оптимизации). В этой точке значение переменной просмотреть невозможно (иногда это можно сделать в другом месте программы), так как для нее не выделена память из-за оптимизации программы компилятором.
• Symbol was eliminated by linker (Переменная удалена компоновщиком). Переменная удалена из кода программы компоновщиком, так как на нее нет ни одной ссылки в тексте программы.

    Отладчик также выводит сообщение об ошибке, если имя переменной написано неправильно, например вы запросили значение Foo [5], в то время как переменная Foo массивом не является.

Диалоговое окно Evaluate/Modify
    Для вывода диалогового окна Evaluate/Modify выберите команду Run/Evaluate/Modify (рис 2.14). Другой способ вызова диалогового окна - установить курсор в окне редактирования на необходимой вам переменной, щелкнуть правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать команду Evaluate/Modify.
    Введите выражение в поле Expression так же, как в диалоговом окне Watch Properties (см рис 2.12). Затем щелкните на кнопке Evaluate для того, чтобы увидеть результат в поле Result. Если выражение состоит только из имени простой переменной (не массива или структуры!), можете ввести новое значение для переменной в поле New Value и, щелкнув на кнопке Modify, присвоить переменной новое значение. Это позволяет корректировать значения переменных в процессе отладки, не останавливаясь и не перекомпилируя всю программу, что сбережет ваше время и нервы, и даст возможность, найдя одну ошибку, искать другие, а исправлением первой ошибки заняться чуть позже.
 

Рис 2.14 Использование диалогового окна Evaluate/Modify для проверки изменения отдельной переменной.

Диалоговое окно Evaluate/Modify - немодальное, т. е. вы можете не закрывать его, продолжая отладку. Однако учтите, что в отличие от окна Watch List диалоговое окно Evaluate/Modify не отслеживает изменения значений переменных и для получения информации о текущем состоянии переменной вам необходимо воспользоваться кнопкой Evaluate.

Так же, как и окно Watch List, диалоговое окно Evaluate/Modify может выводить сообщения об ошибках, если отладчик не в состоянии вывести информацию о переменных. И точно так же не выводится информация о выражениях, содержащих вызов функций.

Как видите, окно Watch List и диалоговое окно Evaluate/Modify очень похожи, но каждое из них имеет свои преимущества в различных ситуациях. Обратите внимание на одно существенное отличие диалогового окна Evaluate/Modify его вывод выполняется в поле с несколькими строками, а потому оно более удобно для просмотра структур и объектов.

Установка точек останова
    Точка останова (breakpoint) - своеобразный знак STOP для отладчика (на полосе слева в окне редактора она и выглядит как маленький красный значок). Когда ваше приложение запущено под отладчиком и доходит до строки, в которой находится точка останова, оно прекращает работу и ждет ваших дальнейших распоряжений. Такие точки могут быть условными и безусловными. Отладчик всегда останавливается на точке безусловного останова и может останавливаться в точке условного останова, когда выполнено условие. Интегрированный отладчик Delphi поддерживает два типа условий - логическое и по количеству проходов. Ниже рассмотрены оба типа.
    Установить точки останова можно следующими способами:

• Поместите курсор редактирования на выбранную строку программы и нажмите клавишу команды Toggle Breakpoint (по умолчанию это клавиша <F5>) для установки или удаления точки останова в этой строке. То же самое можно выполнить и с помощью контекстного меню.
• Выберите команду Run/Add Breakpoint, и откроется диалоговое окно Edit breakpoint (рис 2.15). Для установки простейшей точки останова просто щелкните на кнопке New. Вы также можете использовать поля Filename и Line Number для установки точек останова в другом файле или строке за пределами текущей позиции курсора. Поля Condition и Pass count используются для установки точки условного останова.

    После установки одной или нескольких точек останова можете исполь7овать окно Breakpoint List для управления ими. Для вызова окна Breakpoint List выберите команду View/Breakpoints (рис. 2.16). В этом окне можете щелкнуть на строке конкретной точки правой кнопкой мыши и в контекстном меню отключить точку останова с помощью команды Disable (вновь включить точку останова можно с помощью команды Enable) или удалить ее с помощью команды Delete. Команды View Source и Edit Source активизируют окно с текущим файлом исходного текста, при этом команда Edit Source устанавливает курсор в строку с точкой останова. Команда Properties выводит диалоговое окно Edit breakpoint, показанное на рис. 2.15, позволяя тем самым изменять параметры точки останова.

Рис. 2.15. Использование диалогового окна Edit breakpoint для установки новой точки останова.

Рис. 2.16. Использование окна Breakpoint list для управления точками останова.

    После щелчка правой кнопкой мыши в окне при невыбранной точке останова выводится контекстное меню, в котором команда Add служит для добавления новой точки, Delete All удаляет все точки останова, а команды Disable All и Enable All отключают или включают все точки останова в списке.

    Для превращения безусловной точки останова в условную, необходимо вызвать диалоговое окно Edit breakpoint (см. рис. 2.15) и ввести условное выражение или количество проходов в соответствующие поля.

    Условное выражение, введенное в поле Condition, может быть любым логическим выражением. По достижении точки останова отладчик вычисляет значение выражения и, если результат ложен, продолжает выполнение программы. Если выражение истинно, выполнение программы приостанавливается. Как обычно, выражение не должно использовать вызов функции. Такие точки останова полезны, если вы можете попасть в интересующий вас фрагмент кода различными путями, но вы хотите остановить выполнение программы только при достижении каких-либо конкретных условий.

    Ненулевое значение, введенное в поле Pass count, дает отладчику задание продолжать выполнение программы при прохождении через точку останова, пока через нее не будет выполнено соответствующее количество проходов. При каждом проходе через точку останова отладчик уменьшает значение счетчика на единицу и по достижении нулевого значения программа приостанавливается. Такой метод полезен при работе с циклами, особенно если вы знаете, что ошибка происходит после определенного количества циклов.

    Сейчас, когда вы изучили основы технологии отладки, вероятно, у вас возникло желание поставить точку останова у себя в голове и поработать с точками останова в программах. Кстати, один из отличных методов понять,  как работает та или иная программа, - проследить за ее пошаговым выполнением, а поскольку ни установка точек останова, ни просмотр или изменение переменных не изменяют текста программы, вы можете работать смело, не опасаясь каким-либо образом "поломать" используемое в учебных целях приложение.

Отладка DLL
    В предыдущих версиях Delphi для отладки библиотек динамической компоновки требовался внешний отладчик (Turbo Debugger for Windows). Delphi 4 внесла возможность отладки DLL в список своих возможностей. Windows не может загрузить DLL без предварительной загрузки использующего ее ЕХЕ, поэтому вам с начало придется набросать простенькую программку, использующую интересующую вас DLL. В главном меню выберите команду Run/Parameters для вывода диалогового окна Run Parameters. Если текущий проект- DLL (DPR-файл начинается ключевым словом library, а не program), поле Host Application будет доступно, и в нем вам надо либо ввести имя использующей DLL программы, либо выбрать его с помощью кнопки Browse.
    После выбора приложения запуск и отладка DLL становятся обычной рутинной работой со всеми возможностями, используемыми при отладке программ, - установкой точек останова, просмотром значений переменных и т.д.
    Точно так же вы будете отлаживать и свои компоненты ActiveX, и объекты автоматизации OLE.

Окно CPU (дизассемблер)
    Окно CPU предоставляет возможность увидеть работу приложения на уровне языка ассемблера. Те, кто использовали отладчик Turbo Debugger for Windows, должны знать возможности, предоставляемые таким окном. Эффективное его использование предполагает знание ассемблера Intel x86 и архитектуры процессора, так что, если вы не вполне уверенно себя чувствуете, можете пропустить этот раздел.
    Окно CPU требуется крайне редко, но если в нем возникла необходимость, значит, это действительно необходимость. Это - ultima ratio, последний довод, и используется он в безвыходных положениях, когда обычная трассировка кода не позволяет найти, понять и исправить ошибки. Только в таких случаях окно CPU и проход по ассемблерным инструкциям может приподнять завесу над причиной возникновения ошибок.
Чтобы использовать окно CPU необходимо его включить (по умолчанию оно отключено). Для этого придется использовать программу RegEdit из поставки Windows 95 (Windows NT). Запустите RegEdit и пробирайтесь по иерархическому дереву папок. Сначала откройте папку HKEY_CURRENT_USER. Во вложенной ветви зайдите в папку Software, затем - в Borland, Delphi и, наконец, в 4.
    Одна из папок называется Debugging. Щелкните на ней и, когда она откроется, появится список пар Имя/Данные в окошке справа. Добавьте новое значение с именем EnableCPU и значением 1.
    При следующем запуске Delphi вы увидите новый подпункт меню View/CPU Window.
    Для вывода окна выберите View/CPU Window.

Перечислим панели

• Code pane Панель кода представляет дизассемблированный код в окрестности текущей точки выполнения (если вы не отлаживаете приложение, окно будет полупустым). Кроме того, панель показывает исходный текст строк, соответствующих выполняемому коду. В окне редактирования точка выполнения индицируется маленьким зеленым значком. При пошаговом проходе значок точки выполнения синхронно перемещается по окну CPU и окну редактирования.
• Register pane. В панели регистров отображается содержимое 16 регистров процессора. Значения регистров, изменившиеся в результате выполнения последней операции, выделены красным цветом.
• Flags pane. Панель флагов показывает состояние 14 флагов процессора. Установленный флаг представляется значением 1, сброшенный флаг значением 0. В зависимости от процессора некоторые флаги могут быть недоступными.
• Stack pane. Панель стека показывает содержимое стека приложения. Вы можете изменять представление содержимого стека с помощью контекстного меню.
• Data pane. По умолчанию в панели данных выводится содержимое глобального сегмента данных приложения. Ее вид можно изменить так же, как и вид панели стека.

    Каждая из панелей в окне CPU имеет собственное контекстное меню. Вы можете поэкспериментировать с пунктами меню и получить более полное представление о возможностях манипулирования панелями.

Окно состояния подзадач.
    Окна Thread Status, Modules и Call Stack предоставляют дополнительную информацию, которая может быть полезна при отладке приложения.
    В окне Thread Status перечислены все активные подзадачи текущего процесса. Для просмотра состояния подзадач выберите команду View/Threads, и на экране появится окно Thread Status (рис 2.17).   

Рис 2.17. Использование окна Thread Status для просмотра атрибутов подзадач в приложении

В четырех колонках окна представлена следующая информация:

• Thread ID. Уникальный идентификатор подзадачи, присвоенный ей операционной системой.
• State. Состояние подзадачи, обычно - Running или Stopped. Если ваше приложение запущено, но ожидает ввода от пользователя, состояние выводится как Runnable.
• Status. Статус подзадачи может иметь одно из четырех значений. Breakpoint означает, что поток остановлен в точке останова. Stepped- подзадача находится в режиме пошагового выполнения. Faulted- остановка подзадачи из-за исключительной ситуации и Unknown - статус неизвестен.
• Location. В этой колонке выводится строка исходного кода, соответствующего текущей точке выполнения подзадачи. Если отладчик не в состоянии определить строку исходного текста, выводится 32-битовый адрес точки выполнения.

    Если вами разработано приложение с несколькими подзадачами, и вы хотите отладить одну из подзадач, можете сделать ее основной с помощью окна Thread Status. Выберите подзадачу, которою вы хотите сделать текущей, и щелкните на ней правой кнопкой мыши. Выберите из контекстного меню команду Make Current. При этом фокус выполнения будет передан выбранной подзадаче, и вы сможете отлаживать ее как основную задачу.
    В контекстном меню окна содержатся две команды - View Source и Go to Source. Они могут пригодиться для того, чтобы проследить за точкой выполнения другой подзадачи без передачи ей фокуса.

Окно Modules
    В окне Modules отображаются все модели (ЕХЕ-файл вашего приложения и все используемые динамические библиотеки), которые располагаются в адресном пространстве приложения. В него входят непосредственно подключенные DLL и библиотеки, подключенные через другие библиотеки, а также библиотеки, загруженные операционной системой. Чтобы увидеть это окно, изображенное на рис 2.18. выберите команду View/Modules. В окне информация выводится в трех столбцах Name (имя модуля), i (адрес начала кода модуля) и Path (полный путь каталога, из которого был загружен модуль). Информация о каталоге может быть важна, если возможна загрузка модуля не из того каталога, из которого ожидалась, например, в более старой версии. Информация об адресе обычно используется при отладке в окне CPU.

Окно Call Stack
    В этом окне представлен список всех функций и процедур, вызванных к моменту достижения точки выполнения и работа которых приостановлена. Для открытия этого окна, показанного на рис 2.19, используйте команду View/Call Stack.

Рис. 2.18. Использование окна Modules для вывода списка модулей, используемых приложением.

Рис. 2.19 Использование окна Call Stack для определения всех вызванных функций и процедур.

   В верхней строке окна выводится имя текущей процедуры (DontHitMe в приведенном примере). В следующей строке указывается имя процедуры, вызвавшей данную процедуру (Ouch) и т.д. Это окно может быть очень полезным, когда надо определить, каким путем вы достигли точки останова. Дополнительные возможности предоставляет контекстное меню окна, которое можно вызвать, щелкнув правой кнопкой мыши.

Трассировка исходного кода VCL
    Если вы используете соответствующую версию поставки Delphi 4, значит, в нее входят исходные тексты VCL (Visi Component Library). В поставку VCL входят скомпилированными без отладочной информации, что означает, что при отладке вы не сможете пройти код пошагово. Нет особой необходимости трассировать код VCL, но если вы хотите убедиться, что ошибка не в VCL, или посмотреть, как работает функция, придется перекомпилировать модули, которые нужно трассировать, с отладочной информацией.